特開 2023-173633 締結装置および締結装置の制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023173633

(43)【公開日】2023-12-07

(54)【発明の名称】締結装置および締結装置の制御方法

(51)【国際特許分類】

   B23P 19/06 20060101AFI20231130BHJP

【ＦＩ】

B23P19/06 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022086028

(22)【出願日】2022-05-26

(71)【出願人】

【識別番号】514275772

【氏名又は名称】三菱重工航空エンジン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100112737

【弁理士】

【氏名又は名称】藤田 考晴

(74)【代理人】

【識別番号】100140914

【弁理士】

【氏名又は名称】三苫 貴織

(74)【代理人】

【識別番号】100136168

【弁理士】

【氏名又は名称】川上 美紀

(74)【代理人】

【識別番号】100172524

【弁理士】

【氏名又は名称】長田 大輔

(72)【発明者】

【氏名】江頭 健人

(72)【発明者】

【氏名】栗原 啓

(72)【発明者】

【氏名】中村 太

(72)【発明者】

【氏名】石田 誠

(72)【発明者】

【氏名】浅野 伸

(72)【発明者】

【氏名】杉浦 篤

(57)【要約】

【課題】被締結部材から突出するボルトにワッシャを挿入してボルトにナットを締結する動作を自動化する。
【解決手段】ナット保持機構１０と、ナット保持機構１０に取り付けられる移動機構２０と、移動機構２０に取り付けられる把持機構３０と、ナット保持機構１０を三次元空間上の所定位置で所定の姿勢となるように位置決めする位置決め機構と、ナット保持機構１０がナット３を保持した状態でワッシャ４を把持するよう移動機構２０および把持機構３０を制御し、ワッシャ４にボルト２ａを挿入するよう位置決め機構を制御し、把持機構３０がワッシャ４を把持した状態でナット３をボルト２ａに接触させるよう移動機構２０を制御し、ナット３がボルト２ａに接触した状態で保持部１１を軸線Ｚ１回りに回転させてナット３をボルト２ａに締結するよう回転部１２を制御する制御装置と、を備える締結装置を提供する。
【選択図】図１７

【特許請求の範囲】

【請求項1】

被締結部材から突出するボルトにワッシャを挿入して前記ボルトにナットを締結する締結装置であって、
軸線に沿って延びる円筒状に形成されるとともに先端部で前記ナットを保持する保持部と、前記保持部を前記軸線回りに回転させる回転部と、を有するナット保持機構と、
前記ナット保持機構に取り付けられるとともに前記軸線に沿って前記ナット保持機構に対して移動可能な移動機構と、
前記移動機構に取り付けられるとともに前記軸線に直交する方向に沿って一対の把持部を近接または離間させる把持機構と、
前記ナット保持機構を三次元空間上の所定位置で所定の姿勢となるように位置決めする位置決め機構と、
前記ナット保持機構が前記ナットを保持した状態で前記軸線に沿った前記先端部の前方において一対の前記把持部を近接させて前記ワッシャを把持するよう前記移動機構および前記把持機構を制御し、前記ワッシャに前記ボルトを挿入するよう前記位置決め機構を制御し、前記把持機構が前記ワッシャを把持した状態で前記ナットを前記ボルトに接触させるよう前記移動機構を制御し、前記ナットが前記ボルトに接触した状態で前記保持部を前記軸線回りに回転させて前記ナットを前記ボルトに締結するよう前記回転部を制御する制御部と、を備える締結装置。

【請求項2】

前記ワッシャは平面視が略楕円形状に形成されており、
前記把持機構は、前記ワッシャの長軸方向の端部を一対の前記把持部により把持し、
前記把持部は、前記軸線に沿った方向に平面視した場合に前記回転部の回転方向の下流側に前記ワッシャの前記長軸方向の端部が前記回転方向に回転することを防止する突起部を有する請求項１に記載の締結装置。

【請求項3】

前記把持部は、一対の前記把持部の一方を固定した状態で一対の前記把持部の他方を前記軸線に直交する方向に移動させることにより前記ワッシャを把持する請求項１または請求項２に記載の締結装置。

【請求項4】

前記保持部は、前記先端部に配置される前記ナットを吸引することにより前記ナットを保持する請求項１または請求項２に記載の締結装置。

【請求項5】

被締結部材から突出するボルトにワッシャを挿入して前記ボルトにナットを締結する締結装置の制御方法であって、
前記締結装置は、
軸線に沿って延びる円筒状に形成されるとともに先端部で前記ナットを保持する保持部と、前記保持部を前記軸線回りに回転させる回転部と、を有するナット保持機構と、
前記ナット保持機構に取り付けられるとともに前記軸線に沿って前記ナット保持機構に対して移動可能な移動機構と、
前記移動機構に取り付けられるとともに前記軸線に直交する方向に沿って一対の把持部を近接または離間させる把持機構と、
前記ナット保持機構を三次元空間上の所定位置で所定の姿勢となるように位置決めする位置決め機構と、を備え、
前記ナット保持機構が前記ナットを保持した状態で前記軸線に沿った前記先端部の前方において一対の前記把持部を近接させて前記ワッシャを把持するよう前記把持機構を制御する把持工程と、
前記ワッシャに前記ボルトを挿入するよう前記位置決め機構を制御する挿入工程と、
前記把持機構が前記ワッシャを把持した状態で前記ナットを前記ボルトに接触させるよう前記移動機構を制御し、前記ナットが前記ボルトに接触した状態で前記保持部を前記軸線回りに回転させて前記ナットを前記ボルトに締結するよう前記回転部を制御する締結工程と、を備える締結装置の制御方法。

【請求項6】

前記把持工程は、一対の前記把持部の一方を固定した状態で一対の前記把持部の他方を前記軸線に直交する方向に移動させることにより前記ワッシャを把持するよう前記把持機構を制御する請求項５に記載の締結装置の制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、締結装置および締結装置の制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、締結部材ランナによりナットを保持して回転させることにより、ねじ溝が形成されたボルトにナットを締結する締結システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１の締結システムは、締結部材と被締結部材との間に板部材を挟むことで、耐熱補強や耐圧補強がされる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２０－１４６８０１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ボルトにナットを締結する組立動作を自動化する要望があるが、自動化するためにはボルトにワッシャ等の板部材を挿入して位置を固定した状態で、ボルトに対してナットを位置決めし、ボルトにナットを締結する動作を行う必要がある。しかしながら、特許文献１では、被締結部材に固定される複数のボルトに予め板部材を挿入する必要があり、組立動作を自動化することができない。また、被締結部材に対して板部材の位置を固定した状態でボルトに対してナットを締結するためには、板部材の位置を固定するための別途の工具が必要となる。さらに、別途の工具を用いて、被締結部材に対して板部材の位置を固定する作業を行う必要がある。

【0005】

本開示は、このような事情に鑑みてなされたものであって、被締結部材から突出するボルトにワッシャを挿入してボルトにナットを締結する動作を自動化することが可能な締結装置および締結装置の制御方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するために、本開示の一態様に係る締結装置および締結装置の制御方法は、以下の手段を採用する。
本開示の一態様に係る締結装置は、被締結部材から突出するボルトにワッシャを挿入して前記ボルトにナットを締結する締結装置であって、軸線に沿って延びる円筒状に形成されるとともに先端部で前記ナットを保持する保持部と、前記保持部を前記軸線回りに回転させる回転部と、を有するナット保持機構と、前記ナット保持機構に取り付けられるとともに前記軸線に沿って前記ナット保持機構に対して移動可能な移動機構と、前記移動機構に取り付けられるとともに前記軸線に直交する方向に沿って一対の把持部を近接または離間させる把持機構と、前記ナット保持機構を三次元空間上の所定位置で所定の姿勢となるように位置決めする位置決め機構と、前記ナット保持機構が前記ナットを保持した状態で前記軸線に沿った前記先端部の前方において一対の前記把持部を近接させて前記ワッシャを把持するよう前記移動機構および前記把持機構を制御し、前記ワッシャに前記ボルトを挿入するよう前記位置決め機構を制御し、前記把持機構が前記ワッシャを把持した状態で前記ナットを前記ボルトに接触させるよう前記移動機構を制御し、前記ナットが前記ボルトに接触した状態で前記保持部を前記軸線回りに回転させて前記ナットを前記ボルトに締結するよう前記回転部を制御する制御部と、を備える。

【0007】

また、本開示の一態様に係る締結装置の制御方法は、被締結部材から突出するボルトにワッシャを挿入して前記ボルトにナットを締結する締結装置の制御方法であって、前記締結装置は、軸線に沿って延びる円筒状に形成されるとともに先端部で前記ナットを保持する保持部と、前記保持部を前記軸線回りに回転させる回転部と、を有するナット保持機構と、前記ナット保持機構に取り付けられるとともに前記軸線に沿って前記ナット保持機構に対して移動可能な移動機構と、前記移動機構に取り付けられるとともに前記軸線に直交する方向に沿って一対の把持部を近接または離間させる把持機構と、前記ナット保持機構を三次元空間上の所定位置で所定の姿勢となるように位置決めする位置決め機構と、を備え、前記ナット保持機構が前記ナットを保持した状態で前記軸線に沿った前記先端部の前方において一対の前記把持部を近接させて前記ワッシャを把持するよう前記把持機構を制御する把持工程と、前記ワッシャに前記ボルトを挿入するよう前記位置決め機構を制御する挿入工程と、前記把持機構が前記ワッシャを把持した状態で前記ナットを前記ボルトに接触させるよう前記移動機構を制御し、前記ナットが前記ボルトに接触した状態で前記保持部を前記軸線回りに回転させて前記ナットを前記ボルトに締結するよう前記回転部を制御する締結工程と、を備える。

【発明の効果】

【0008】

本開示によれば、被締結部材から突出するボルトにワッシャを挿入してボルトにナットを締結する動作を自動化することが可能な締結装置および締結装置の制御方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】板状部材と板状部材に取り付けられるパネルとを示す部分断面図である。

【図2】図１に示すパネルのボルトにナットを締結した状態を示す部分断面図である。

【図3】本開示の一実施形態の締結装置を示す斜視図である。

【図4】本開示の一実施形態の締結装置を示す斜視図であり、移動機構により把持機構を前方に移動させた状態を示す。

【図5】把持機構がワッシャを把持した状態を示す斜視図である。

【図6】本開示の一実施形態に係る締結装置の概略構成を示すブロック図である。

【図7】本開示の一実施形態に係る締結装置の制御方法を示すフローチャートである。

【図8】ナット保持機構がナットを保持する前の状態を示す締結装置の正面図である。

【図9】ナット保持機構がナットを保持した状態を示す締結装置の正面図である。

【図10】ナットを保持したナット保持機構を設置面から離間させた状態を示す締結装置の正面図である。

【図11】把持機構を設置面に接触させた状態を示す締結装置の正面図である。

【図12】把持機構によりワッシャを把持した状態を示す締結装置の正面図である。

【図13】図１１に示す把持機構のＡ－Ａ矢視断面図である。

【図14】把持機構により円形状のワッシャを把持する例を示す図である。

【図15】ボルトにワッシャを挿入する前の状態を示す締結装置の正面図である。

【図16】ボルトにワッシャを挿入した状態を示す締結装置の正面図である。

【図17】ボルトにナットを接触させた状態を示す締結装置の正面図である。

【図18】ボルトにナットを締結した状態を示す締結装置の正面図である。

【図19】把持機構によるワッシャの把持状態を解除した状態を示す締結装置の正面図である。

【図20】ナット保持機構をナットから離間させた状態を示す締結装置の正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本開示の一実施形態に係る締結装置および締結装置の制御方法について、図面を参照して説明する。図１は、板状部材（被締結部材）１と板状部材１に取り付けられるパネル（被締結部材）２とを示す部分断面図である。図２は、図１に示すパネル２のボルト２ａにナット３を締結した状態を示す部分断面図である。本実施形態の締結装置１００は、板状部材１に形成される貫通孔１ａから突出するボルト（ねじ部）２ａにワッシャ４を挿入してボルト２ａにナット３を締結する装置である。

【0011】

図１および図２に示すように、板状部材１には、複数の貫通孔１ａが形成されている。板状部材は、円筒形状とされた金属製の部品であり、例えば、板金により形成されている。パネル２は、板状部材１の外周面の形状に対応した円弧形状の部品であり、例えば鋳造された板材の表面に耐熱処理（例えばセラミックコーティング）が施されることで構成されている。

【0012】

パネル２の外周面には、外側に向かって突出した複数のボルト２ａが設けられている。ボルト２ａの外周面にはナット３を締結するための雄ねじが形成されている。パネル２は、板状部材１に形成された貫通孔１ａにボルト２ａが挿通されるとともに貫通孔１ａから突出したボルト２ａにワッシャ４およびナット３が取り付けられる。ナット３の内周面には、ボルト２ａの雄ねじに締結される雌ねじが形成されている。パネル２は、ナット３をボルト２ａに締結することにより板状部材１に固定される。

【0013】

図３は、本実施形態の締結装置１００を示す斜視図である。図４は、本実施形態の締結装置１００を示す斜視図であり、移動機構２０により把持機構３０を前方に移動させた状態を示す。図５は、把持機構３０がワッシャ４を把持した状態を示す斜視図である。図６は、本実施形態に係る締結装置１００の概略構成を示すブロック図である。図３から図６に示すように、締結装置１００は、ナット保持機構１０と、移動機構２０と、把持機構３０と、位置決め機構４０と、画像認識部５０と、制御装置（制御部）６０と、を備える。

【0014】

ナット保持機構１０は、ナット３を保持するとともにナット３を回転させてボルト２ａに締結する機構である。ナット保持機構１０は、保持部１１と、回転部１２と、を有する。保持部１１は、軸線Ｚ１に沿って延びる円筒状に形成されるとともに先端部１１ａでナット３を保持する部材である。回転部１２は、保持部１１を軸線Ｚ１回りに回転させる機構であり、例えば、電動モータにより構成されている。

【0015】

移動機構２０は、ナット保持機構１０に取り付けられるとともに軸線Ｚ１に沿ってナット保持機構１０に対して移動可能な機構である。移動機構２０は、駆動機構（例えば、電動モータ）によりナット保持機構１０に対して相対的に移動する。図３および図４に示すように、移動機構２０により、移動機構２０に取り付けられた把持機構３０が軸線Ｚ１に沿って移動する。

【0016】

把持機構３０は、移動機構２０に取り付けられるとともに軸線Ｚ１に直交する幅方向ＷＤに沿って一対の把持部３１，３２を近接または離間させる機構である。把持機構３０は、移動機構２０がナット保持機構１０に対して相対的に移動するのに伴って、移動機構２０とともにナット保持機構１０に対して相対的に移動する。

【0017】

位置決め機構４０は、ナット保持機構１０を三次元空間上の所定位置で所定の姿勢となるように位置決めする機構である。位置決め機構４０は、例えば、ナット保持機構１０と移動機構２０と把持機構３０とが端部に取付けられた６軸多関節型ロボットである。

【0018】

画像認識部５０は、ナット保持機構１０の保持部１１の前方の軸線Ｚ１（図６参照）の延長線上の領域を撮像装置（図示略）により撮像し、ナット３およびワッシャ４の三次元空間上の位置及び姿勢を認識する装置である。また、画像認識部５０は、ボルト２ａの三次元空間上の位置及び姿勢を認識する。画像認識部５０は、撮像装置により撮像した画像を解析部（図示略）により解析することにより、ナット３、ワッシャ４およびボルト２ａの三次元空間上の位置及び姿勢を認識する。

【0019】

制御装置６０は、締結装置１００の各部を制御する装置である。制御装置６０は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ：プロセッサ）、主記憶装置（Ｍａｉｎ Ｍｅｍｏｒｙ）、二次記憶装置（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｓｔｏｒａｇｅ：メモリ）等を備えている。更に、制御装置６０は、他の装置と情報の送受信を行うための通信部を備えていてもよい。

【0020】

主記憶装置は、例えば、キャッシュメモリ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等の書き込み可能なメモリで構成され、ＣＰＵの実行プログラムの読み出し、実行プログラムによる処理データの書き込み等を行う作業領域として利用される。二次記憶装置は、非一時的なコンピュータ読み取り可能な記録媒体（ｎｏｎ－ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｒｅａｄａｂｌｅ ｓｔｏｒａｇｅ ｍｅｄｉｕｍ）である。二次記憶装置は、例えば、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、半導体メモリなどである。

【0021】

各種機能を実現するための一連の処理は、一例として、プログラムの形式で二次記憶装置に記憶されており、このプログラムをＣＰＵが主記憶装置に読み出して、情報の加工・演算処理を実行することにより、各種機能が実現される。なお、プログラムは、二次記憶装置に予めインストールしておく形態や、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記憶された状態で提供される形態、有線又は無線による通信手段を介して配信される形態等が適用されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記憶媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、半導体メモリ等である。

【0022】

次に、本実施形態の締結装置１００によりボルト２ａにナット３を締結する動作について説明する。図７は、本開示の一実施形態に係る締結装置１００の制御方法を示すフローチャートである。図７に示す各処理は、制御装置６０が制御プログラムを実行することにより行われる。

【0023】

ステップＳ１０１で、制御装置６０は、基準位置のナット３を保持するよう画像認識部５０および位置決め機構４０を制御する。基準位置は、図８に示す設置面Ｓにおいて位置決めピン５が配置される位置である。制御装置６０は、位置決め機構４０によりナット保持機構１０を設置面Ｓの位置決めピン５に予め挿入されたナット３の近傍に移動させる。

【0024】

画像認識部５０は、ナット３の三次元空間上の位置および姿勢を認識する。制御装置６０は、画像認識部５０の認識結果に基づいて、ナット３から距離Ｌ１離れた位置で、ナット３の中心軸である軸線Ｚ２と保持部１１の軸線Ｚ１とが同軸となるように、位置決め機構４０を制御し、図８に示す状態とする。図８は、ナット保持機構１０がナット３を保持する前の状態を示す締結装置１００の正面図である。

【0025】

制御装置６０は、図８に示す状態からナット保持機構１０を軸線Ｚ１に沿って設置面Ｓに向けて移動させるよう位置決め機構４０を制御し、図９に示すように保持部１１の先端部１１ａの内部にナット３が保持される状態とする。図９は、ナット保持機構１０がナット３を保持した状態を示す締結装置１００の正面図である。

【0026】

保持部１１は、先端部１１ａに配置されるナット３を、空気を吸い込む吸引部１１ｂにより吸引することによりナット３を先端部１１ａに保持する。制御装置６０は、保持部１１がナット３を保持した状態で、軸線Ｚ１に沿ってナット保持機構１０を設置面Ｓから離間させるように位置決め機構４０を制御し、図１０に示す状態とする。図１０は、ナット３を保持したナット保持機構１０を設置面Ｓから離間させた状態を示す締結装置１００の正面図である。

【0027】

ステップＳ１０２で、制御装置６０は、基準位置のワッシャ４を把持するよう移動機構２０および把持機構３０を制御する。ワッシャ４の基準位置はワッシャ４が予め配置される位置であり、ナット３の基準位置とは異なる位置である。制御装置６０は、ナット保持機構１０がナット３を保持した状態で軸線Ｚ１に沿った先端部１１ａの前方において一対の把持部３１，３２を近接させてワッシャ４を把持するよう移動機構２０および把持機構３０を制御する。

【0028】

制御装置６０は、軸線Ｚ１と、ワッシャ４が配置される位置決めピン５の軸線Ｚ２とが一致する状態で、把持機構３０が軸線Ｚ１に沿って設置面Ｓに近づくように移動機構２０を制御し、図１１に示すように把持機構３０が設置面Ｓに接触する状態とする。図１１は、把持機構３０を設置面Ｓに接触させた状態を示す締結装置１００の正面図である。なお、制御装置６０は、把持機構３０が設置面Ｓに接触せずに設置面Ｓとの間に微小な間隔を空けて近接した状態とするように移動機構２０を制御してもよい。

【0029】

制御装置６０は、図１１に示す状態で、一対の把持部３１，３２を幅方向ＷＤに沿って近接させてワッシャ４を把持するよう把持機構３０を制御し、図１２に示す状態とする。図１２は、把持機構３０によりワッシャ４を把持した状態を示す締結装置１００の正面図である。

【0030】

ここで、図１３を参照して、一対の把持部３１，３２を幅方向ＷＤに沿って近接させてワッシャ４を把持する動作について説明する。図１３は、図１１に示す把持機構３０のＡ－Ａ矢視断面図である。図１３に示すように本実施形態のワッシャ４は、平面視が楕円形状に形成されており、幅方向ＷＤに長軸方向の端部４ａ，４ｂが配置される。ワッシャ４の端部４ａ側には、ボルト２ａを挿入するための貫通孔４ｃが形成されている。

【0031】

把持機構３０は、ワッシャ４の長軸方向の端部４ａ，４ｂを一対の把持部３１，３２の把持面３１ａ，３２ａにより把持する。把持部３１は、軸線Ｚ１，Ｚ２に沿った方向に平面視した場合に回転部１２の回転方向（時計回り方向）の下流側にワッシャ４の長軸方向の端部４ａが回転方向に回転することを防止する突起部３１ｂを有する。

【0032】

把持部３２は、軸線Ｚ１，Ｚ２に沿った方向に平面視した場合に回転部１２の回転方向（時計回り方向）の下流側にワッシャ４の長軸方向の端部４ｂが回転方向に回転することを防止する突起部３２ｂを有する。突起部３１ｂ，３２ｂは、ボルト２ａにナット３を締結する際の回転力によりワッシャ４が回転して所望の位相からずれることを防止する。所望の位相とは、例えば、板状部材１に形成される通気孔（図示略）をワッシャ４の長軸方向の端部４ａ，４ｂにより閉塞しない位相である。

【0033】

把持機構３０は、把持部３１の幅方向ＷＤの位置を固定した状態で把持部３２を軸線Ｚ１に直交する幅方向ＷＤに移動させることにより、ワッシャ４の長軸方向の端部４ａ，４ｂを一対の把持部３１，３２の把持面３１ａ，３２ａにより把持する。図１３に示すように、把持部３１の幅方向ＷＤの位置を固定した状態で、把持部３２を幅方向ＷＤに沿って移動させると、把持部３２が実線で示す位置から点線で示す位置に移動する。

【0034】

把持機構３０は、図１３に示す楕円形状のワッシャ４を把持することができるが、図１４に示す円形状のワッシャ４を把持することもできる。図１４は、把持機構３０により円形状のワッシャ４Ａを把持する例を示す図である。図１４に示すように、変形例のワッシャ４Ａは、平面視が円形状に形成されており、幅方向ＷＤに端部４Ａａ，４Ａｂが配置される。ワッシャ４Ａの中央には、ボルト２ａを挿入するための貫通孔４Ａｃが形成されている。

【0035】

図１３に示すように幅方向ＷＤに沿った把持部３２の移動量はＳＴ１である。一方、図１４に示すように幅方向ＷＤに沿った把持部３２の移動量はＳＴ１よりも大きいＳＴ２である。ＳＴ１とＳＴ２の差分は、ワッシャ４の幅方向ＷＤの長さと、ワッシャ４Ａの幅方向ＷＤの長さの差に等しい。本実施形態の把持機構３０は、把持部３１の幅方向ＷＤの位置をワッシャの一方の端部に固定した状態で、幅方向ＷＤに沿った把持部３２の移動量を調整することにより、任意のサイズのワッシャを把持することができる。

【0036】

ステップＳ１０３で、制御装置６０は、ボルト２ａの軸線Ｚ３上にワッシャ４を位置決めするよう位置決め機構４０を制御する。画像認識部５０は、ボルト２ａの三次元空間上の位置および姿勢を認識する。制御装置６０は、画像認識部５０の認識結果に基づいて、ボルト２ａから把持部３１，３２が距離Ｌ２離れた位置で、ボルト２ａの中心軸である軸線Ｚ３と保持部１１の軸線Ｚ１とが同軸となるように、位置決め機構４０を制御し、図１５に示す状態とする。図１５は、ボルト２ａにワッシャ４を挿入する前の状態を示す締結装置１００の正面図である。

【0037】

ステップＳ１０４で、制御装置６０は、ワッシャ４にボルト２ａを挿入するよう位置決め機構４０を制御する。制御装置６０は、図１５に示す状態で、把持機構３０が軸線Ｚ１に沿ってボルト２ａに近づくように位置決め機構４０を制御し、図１６に示すように把持機構３０が板状部材１に接触する状態とする。図１６は、ボルト２ａにワッシャ４を挿入した状態を示す締結装置１００の正面図である。なお、制御装置６０は、把持機構３０が板状部材１に接触せずに板状部材１との間に微小な間隔を空けて近接した状態とするように位置決め機構４０を制御してもよい。

【0038】

ステップＳ１０５で、制御装置６０は、把持機構３０がワッシャ４を把持した状態でナット３をボルト２ａに接触させるよう移動機構２０を制御する。制御装置６０は、図１６に示す状態から移動機構２０を動作させて保持部１１の先端部１１ａをボルト２ａに近づけて図１７に示す状態とする。図１７は、ボルト２ａにナット３を接触させた状態を示す締結装置の正面図である。

【0039】

ステップＳ１０６で、制御装置６０は、ナット３がボルト２ａに接触した状態で、保持部１１を軸線Ｚ１回りに回転させてナット３をボルト２ａに締結するよう、回転部１２を制御する。制御装置６０は、図１７に示す状態から回転部１２により保持部１１をナット３がボルト２ａに締結される方向に回転させることで、保持部１１の先端部１１ａがワッシャ４に漸次近づく。制御装置６０は、ナット３がワッシャ４に接触し、所定の締結力が付与されるまでナット３を回転させ、図１８に示す締結状態とする。図１８は、ボルト２ａにナット３を締結した状態を示す締結装置１００の正面図である。

【0040】

ステップＳ１０７で、制御装置６０は、把持機構３０がワッシャ４を把持する把持状態を解除するよう把持機構３０を制御する。制御装置６０は、図１８に示す状態で、一対の把持部３１，３２を幅方向ＷＤに沿って離間させてワッシャ４を把持する把持状態を解除するよう把持機構３０を制御し、図１９に示す状態とする。図１９は、把持機構３０によるワッシャ４の把持状態を解除した状態を示す締結装置１００の正面図である。

【0041】

ステップＳ１０８で、制御装置６０は、ナット保持機構１０を初期位置へ移動させるよう位置決め機構４０を制御する。制御装置６０は、軸線Ｚ１に沿ってナット保持機構１０を板状部材１から離間させるように位置決め機構４０を制御し、図２０に示す状態とする。図２０は、ナット保持機構１０をナット３から離間させた状態を示す締結装置１００の正面図である。

【0042】

制御装置６０は、図２０に示す状態からナット保持機構１０が初期位置へ移動するように位置決め機構４０を制御し、本フローチャートの処理を終了させる。以上のステップＳ１０１からステップＳ１０８の動作は、１つのボルト２ａに対して１つのワッシャ４およびナット３を取り付ける動作を示す。図１および図２に示す複数のボルト２ａのそれぞれにワッシャ４およびナット３を取り付けるため、制御装置６０は、ステップＳ１０１からステップＳ１０８の動作を複数回繰り返す。

【0043】

複数のボルト２ａのそれぞれにワッシャ４およびナット３を取り付ける動作において、複数のワッシャ４および複数のナット３は、設置面Ｓ上のそれぞれ異なる基準位置に予め設置されているものとする。締結装置１００は、設置面Ｓ上のそれぞれ異なる基準位置に予め設置されたワッシャ４およびナット３をそれぞれ保持し、複数のボルト２ａのそれぞれに取り付ける。

【0044】

本実施形態の締結装置１００および締結装置１００の制御方法によれば、以下の作用および効果を奏する。
本実施形態の締結装置１００によれば、ナット保持機構１０がナット３を保持した状態で軸線Ｚ１に沿った先端部１１ａの前方において一対の把持部３１，３２によりワッシャ４が把持され、ワッシャ４にボルト２ａが挿入される。把持機構３０がワッシャ４を把持した状態でナット３がボルト２ａに接触し、ナット３を保持する保持部１１を軸線Ｚ１回りに回転させることによりナット３がボルト２ａに締結される。一対の把持部３１，３２によりワッシャ４が把持された状態でナット３がボルト２ａに締結されるため、板状部材１から突出するボルト２ａにワッシャ４を挿入してボルト２ａにナット３を締結する動作を自動化することができる。

【0045】

本実施形態の締結装置１００によれば、平面視が楕円形状のワッシャ４が、ナット３をボルト２ａに締結する際に回転方向に回転しても、ワッシャ４の長軸方向の端部４ａ，４ｂが突起部３１ｂ，３２ｂに衝突する。これにより、ワッシャ４が回転してワッシャ４を所望の位相からずれることを適切に防止することができる。

【0046】

本実施形態の締結装置１００によれば、一対の把持部３１，３２の一方を固定した状態で一対の把持部３１，３２の他方の軸線Ｚ１に直交する方向への移動量を変えることで、任意の形状（例えば、楕円形状および円形状）のワッシャを一対の把持部３１，３２により把持することができる。

【0047】

本実施形態の締結装置１００によれば、保持部１１が先端部１１ａに配置されるナット３を吸引して保持するため、位置決め機構４０によりナット保持機構１０が任意の姿勢となったとしても、ナット３を保持する状態を確実に維持することができる。

【0048】

以上の通り説明した本実施形態に係る締結装置および締結装置の制御方法は、例えば、以下のように把握される。
本開示の第１態様に係る締結装置は、被締結部材（１，２）から突出するボルト（２ａ）にワッシャ（４）を挿入して前記ボルトにナットを締結する締結装置（１００）であって、軸線（Ｘ）に沿って延びる円筒状に形成されるとともに先端部で前記ナット（３）を保持する保持部（１１）と、前記保持部を前記軸線回りに回転させる回転部（１２）と、を有するナット保持機構（１０）と、前記ナット保持機構に取り付けられるとともに前記軸線に沿って前記ナット保持機構に対して移動可能な移動機構（２０）と、前記移動機構に取り付けられるとともに前記軸線に直交する方向に沿って一対の把持部（３１，３２）を近接または離間させる把持機構（３０）と、前記ナット保持機構を三次元空間上の所定位置で所定の姿勢となるように位置決めする位置決め機構（４０）と、前記ナット保持機構が前記ナットを保持した状態で前記軸線に沿った前記先端部の前方において一対の前記把持部を近接させて前記ワッシャを把持するよう前記移動機構および前記把持機構を制御し、前記ワッシャに前記ボルトを挿入するよう前記位置決め機構を制御し、前記把持機構が前記ワッシャを把持した状態で前記ナットを前記ボルトに接触させるよう前記移動機構を制御し、前記ナットが前記ボルトに接触した状態で前記保持部を前記軸線回りに回転させて前記ナットを前記ボルトに締結するよう前記回転部を制御する制御部（６０）と、を備える。

【0049】

本開示の第１態様に係る締結装置によれば、ナット保持機構がナットを保持した状態で軸線に沿った先端部の前方において一対の把持部によりワッシャが把持され、ワッシャにボルトが挿入される。把持機構がワッシャを把持した状態でナットがボルトに接触し、ナットを保持する保持部を軸線回りに回転させることによりナットがボルトに締結される。一対の把持部によりワッシャが把持された状態でナットがボルトに締結されるため、被締結部材から突出するボルトにワッシャを挿入してボルトにナットを締結する動作を自動化することができる。

【0050】

本開示の第２態様に係る締結装置は、第１態様において、前記ワッシャは平面視が略楕円形状に形成されており、前記把持機構は、前記ワッシャの長軸方向の端部を一対の前記把持部により把持し、前記把持部は、前記軸線に沿った方向に平面視した場合に前記回転部の回転方向の下流側に前記ワッシャの前記長軸方向の端部が前記回転方向に回転することを防止する突起部を有する。

【0051】

本開示の第２態様に係る締結装置によれば、平面視が楕円形状のワッシャが、ナットをボルトに締結する際に回転方向に回転しても、ワッシャの長軸方向の端部が突起部に衝突する。これにより、ワッシャが回転してワッシャを所望の位相からずれることを適切に防止することができる。

【0052】

本開示の第３態様に係る締結装置は、第１態様または第２態様において、前記把持部は、一対の前記把持部の一方を固定した状態で一対の前記把持部の他方を前記軸線に直交する方向に移動させることにより前記ワッシャを把持する。
本開示の第３態様に係る締結装置によれば、一対の把持部の一方を固定した状態で一対の把持部の他方の軸線に直交する方向への移動量を変えることで、任意の形状（例えば、楕円形状および円形状）のワッシャを一対の把持部により把持することができる。

【0053】

本開示の第４態様に係る締結装置は、第１態様または第２態様において、前記保持部は、前記先端部に配置される前記ナットを吸引することにより前記ナットを保持する。
本開示の第４態様に係る締結装置によれば、保持部が先端部に配置されるナットを吸引して保持するため、位置決め機構によりナット保持機構が任意の姿勢となったとしても、ナットを保持する状態を確実に維持することができる。

【0054】

本開示の第５態様に係る締結装置の制御方法は、被締結部材から突出するボルトにワッシャを挿入して前記ボルトにナットを締結する締結装置の制御方法であって、前記締結装置は、軸線に沿って延びる円筒状に形成されるとともに先端部で前記ナットを保持する保持部と、前記保持部を前記軸線回りに回転させる回転部と、を有するナット保持機構と、前記ナット保持機構に取り付けられるとともに前記軸線に沿って前記ナット保持機構に対して移動可能な移動機構と、前記移動機構に取り付けられるとともに前記軸線に直交する方向に沿って一対の把持部を近接または離間させる把持機構と、前記ナット保持機構を三次元空間上の所定位置で所定の姿勢となるように位置決めする位置決め機構と、を備え、前記ナット保持機構が前記ナットを保持した状態で前記軸線に沿った前記先端部の前方において一対の前記把持部を近接させて前記ワッシャを把持するよう前記把持機構を制御する把持工程（Ｓ１０２）と、前記ワッシャに前記ボルトを挿入するよう前記位置決め機構を制御する挿入工程（Ｓ１０４）と、前記把持機構が前記ワッシャを把持した状態で前記ナットを前記ボルトに接触させるよう前記移動機構を制御し、前記ナットが前記ボルトに接触した状態で前記保持部を前記軸線回りに回転させて前記ナットを前記ボルトに締結するよう前記回転部を制御する締結工程（Ｓ１０６）と、を備える。

【0055】

本開示の第５態様に係る締結装置の制御方法によれば、ナット保持機構がナットを保持した状態で軸線に沿った先端部の前方において一対の把持部によりワッシャが把持され、ワッシャがボルトに挿入される。把持機構がワッシャを把持した状態でナットがボルトに接触し、ナットを保持する保持部を軸線回りに回転させることによりナットがボルトに締結される。一対の把持部によりワッシャが把持された状態でナットがボルトに締結されるため、被締結部材から突出するボルトにワッシャを挿入してボルトにナットを締結する動作を自動化することができる。

【0056】

本開示の第６態様に係る締結装置の制御方法は、前記把持工程は、一対の前記把持部の一方を固定した状態で一対の前記把持部の他方を前記軸線に直交する方向に移動させることにより前記ワッシャを把持するよう前記把持機構を制御する。
本開示の第６態様に係る締結装置の制御方法によれば、一対の把持部の一方を固定した状態で一対の把持部の他方の軸線に直交する方向への移動量を変えることで、任意の形状（例えば、楕円形状および円形状）のワッシャを一対の把持部により保持することができる。

【符号の説明】

【0057】

１ 板状部材（被締結部材）
１ａ 貫通孔
２ パネル（被締結部材）
２ａ ボルト
３ ナット
４，４Ａ ワッシャ
４ａ，４ｂ，４Ａａ，４Ａｂ 端部
４ｃ，４Ａｃ 貫通孔
５ 位置決めピン
１０ ナット保持機構
１１ 保持部
１１ａ 先端部
１１ｂ 吸引部
１２ 回転部
２０ 移動機構
３０ 把持機構
３１ 把持部
３１ａ 把持面
３１ｂ 突起部
３２ 把持部
３２ａ 把持面
３２ｂ 突起部
４０ 位置決め機構
５０ 画像認識部
６０ 制御装置（制御部）
１００ 締結装置
Ｌ１，Ｌ２ 距離
Ｓ 設置面
ＷＤ 幅方向
Ｚ１，Ｚ２，Ｚ３ 軸線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】